【正文】 物、鹵代烴、碳?xì)浠衔锖鸵颐鸭捌浞锏取? 制冷劑的分類 制冷劑的分類方法有很多種，常用的方法有以下幾種： 根據(jù)其組成，有單一制冷劑和混合型制冷劑。 表 31 制冷劑發(fā)展歷程 220L 空氣源熱泵熱水器設(shè)計(jì) 第 1代 第 2代 第 3代 第 4代 年代 18301930 19311990 19912020 2020 原則 能用即可 安全與耐久性 臭氧層保護(hù) 防止全球變暖，低 ODP，低 GWP，高效 制冷劑 醚類， CO2，空氣，甲酸甲酯 CFCs, HCFCs NH3 ,H2O ( HCFCs ) , HFCs , NH3 , H2O ,HCs , CO2 ( HCFCs ) , NH3 , H2O , HCs , CO2 , 空氣 為發(fā)展制冷工業(yè) ,人類發(fā)明了各種各樣的制冷劑。從 1930 年 ,Perkins 發(fā)明了蒸氣壓縮式制冷循環(huán) [10]，制冷技術(shù)在人類發(fā)展期中起著舉足輕重的作用，制冷技術(shù)突飛猛進(jìn)。最早的制冷劑多是乙醚，二氧化碳等，但是限于自身物理性質(zhì)的差異和缺點(diǎn)，大多都被淘汰，只有二氧化碳還可應(yīng)用于干冰制冷系統(tǒng)。由于它無毒、無味、不可燃燒、 無爆炸、腐蝕性小。據(jù)資料顯示能用做制冷劑的物質(zhì)大概有七八市種，最常用的就是氨、氟利昂類。平時(shí)學(xué)習(xí)中我們常常稱其為工質(zhì)。 3 選擇與論證 制冷劑 制冷劑就是我們常說的制冷工質(zhì)，是制冷系統(tǒng)循環(huán)中的工作介質(zhì)，制冷劑在制冷機(jī)中經(jīng)過系統(tǒng)循環(huán)流通后，自身熱力性能或狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，這種變化可以使其與外界發(fā)生能量的交換，從而實(shí)現(xiàn)制冷的目的。 零部件選擇：溫度控制儀選擇、壓力控制器選擇、其他零部件選擇。制熱就反過來，冷媒的循環(huán)：氣態(tài)變成液態(tài)，在變成液態(tài)，氣態(tài)經(jīng)過壓縮機(jī)做工后變成液態(tài)，此過程要產(chǎn)生熱量，熱量排出后液態(tài)的冷媒變冷了留到室220L 空氣源熱泵熱水器設(shè)計(jì) 內(nèi)交換管道 與室內(nèi)的空氣交換變成冷氣，變成了氣態(tài)的冷媒。 經(jīng)過以上的工作原理，可以看出，空氣源熱泵熱水器的工作原理和空調(diào)原理極為相似，應(yīng)用了傳熱學(xué)中學(xué)過的逆卡諾循環(huán)原理 [9]，并且通過吸收空氣中大量的低溫?zé)崮?，?jīng)過壓縮機(jī)的壓縮接著變成高溫的熱能，接著傳遞給水箱中，把水加熱起來，供生活所需，整個(gè)過程是一種能量不斷轉(zhuǎn)移的過程，也就是從空氣中轉(zhuǎn)移到水 中，不是能量的轉(zhuǎn)換過程，沒有通過電加熱元件來加熱熱水，也沒有燃燒可燃?xì)怏w來加熱熱水。空氣源熱泵熱水器加熱時(shí)間相對(duì)比較短，水和電會(huì)完全分離，不用擔(dān)心觸電的危險(xiǎn)性，而且沒有廢氣排出，因而沒有中毒的危險(xiǎn)，同時(shí)可以做到太陽能熱水器陰天或者雪天不能工作的限制，電熱水器出現(xiàn)漏電，燃?xì)鉄崴鞒霈F(xiàn)煤氣泄漏的缺點(diǎn)。利用熱泵循環(huán)熱高他的能源品位，這樣說來空氣能也是一種很具有開發(fā)利用價(jià)值和應(yīng)用潛力的新能源。這就是和而不同，但是兩者的工作溫度范圍明顯不同，要求的效果也不盡相同，制冷裝置是將溫度低的物體中的熱量傳遞到環(huán)境中去，結(jié)果就是給環(huán)境造成低溫，加以利用，熱泵熱水器則是從空氣中 吸收熱量，然后經(jīng)過循環(huán)將熱量傳遞給生活所需的熱火，熱泵熱水器主要有四大部件組成，分別是壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流機(jī)構(gòu)、溫度控制裝置 [8]，電路控制裝置等組成。熱泵熱水器的出水溫度達(dá)到 60 攝氏度左右，水垢很容易在這個(gè)溫度范圍內(nèi)結(jié)垢，如果不 能定期對(duì)蒸發(fā)器和冷凝器清洗的話，對(duì)于板式換熱器來說，就會(huì)脹破，對(duì)于套管式換熱器而言，其內(nèi)管會(huì)破裂，從而導(dǎo)致整個(gè)熱泵熱水機(jī)組失去功能 。目前市場上的熱泵熱水器大多采用了循環(huán)式的加熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)逐漸暴漏出很多的技術(shù)弊端，比如在高溫高壓下運(yùn)行時(shí)候，容易式壓縮機(jī)機(jī)器老化，碳化，磨損，腐蝕，加之系統(tǒng)潤滑效果不好，導(dǎo)致壓縮機(jī)容易被燒壞。而且在還沒有能真正解決結(jié)霜問題造成的產(chǎn)品運(yùn)行困難問220L 空氣源熱泵熱水器設(shè)計(jì) 題之前，廣大的北方就基本無人敢去發(fā)展 [7]。 其次，結(jié)霜問題。 存在的問題 一般來說，當(dāng)市場中新引進(jìn)一批新產(chǎn)品時(shí)候，總會(huì)存在某種缺陷，對(duì)于空氣源熱泵熱水器也同樣存在以下缺憾：首先，外觀問題。 在空氣源熱泵熱水器行業(yè)中，芬尼克茲節(jié)能設(shè)備有限總公司為該行業(yè)的帶頭人，這部分企業(yè)，在經(jīng)過十幾年時(shí)間的女里后，從目前市場對(duì)熱泵的認(rèn)可程度來看，無論是經(jīng)銷商還是客戶，他們對(duì)空熱源熱泵熱水器認(rèn)可度大大提高，一些報(bào)刊，媒體也報(bào)道了空氣源熱泵熱水器的優(yōu)勢，從各大媒體放映的程度來看，空氣源熱泵熱水器確實(shí)是可以節(jié)能 ，注重環(huán)保的熱水產(chǎn)品，在為客 戶創(chuàng)造價(jià)值的同時(shí)，用戶對(duì)熱泵熱水器的評(píng)價(jià)也隨之越來月好。我國節(jié)能政策的時(shí)候和保護(hù)環(huán)境政策的發(fā)布，很大的建筑領(lǐng)域，工業(yè)余留資源等因素將會(huì)很大程度上促進(jìn)空氣源熱泵熱水器在市場上的發(fā)展。但是污染問題，必須考慮到。 由于熱泵具有很好的節(jié)能效果，很多法律頒布了熱泵事業(yè)將來的發(fā)展方向，這些政策促進(jìn)了該行業(yè)的發(fā)展，減少了二氧化碳的排放量和停用含有氟利昂的工質(zhì)，這些環(huán)境保護(hù)措施的實(shí)施，有利于環(huán)境友好型發(fā)展。 2020 年空氣源熱泵熱水器比往年超過 20 億元，這是一年的銷售額。另外空氣源熱泵熱水器在市場中一項(xiàng)很重要的產(chǎn)品就是商用機(jī)，而在家里，常用的還是電加熱水器和燃?xì)鉄崴鳎麄冋紦?jù)很重要的一個(gè)位置，空氣演熱泵熱水器和其他的熱水器比較起來，仍然在市場上占據(jù)邊緣位置，空氣源熱泵熱水器和其他熱水器在市場價(jià)格、公眾認(rèn)知度，和其他一些產(chǎn)品對(duì)環(huán)境溫度的要求和適應(yīng)軍事此行業(yè)以后 發(fā)展的門檻啊，但是通過很多研究數(shù)據(jù)和推算趨勢，都表明，空氣源熱泵熱水器這一個(gè)行業(yè)將來很可能迎來新高。實(shí)際上，空氣源熱泵熱水器在商用領(lǐng)域早已經(jīng)成氣候。 空氣源熱泵熱水器，從本質(zhì)上說就是從周圍環(huán)境中吸取熱量，然后通過電力220L 空氣源熱泵熱水器設(shè)計(jì) 做工，將這些熱量全部傳遞到被加熱的水中。 運(yùn)行成本低：常規(guī)太陽能當(dāng)太陽直射時(shí)候完全無需成本運(yùn)行，可是在陰雨天里，或者下雪，下雪，夜晚只能依靠一些簡單的輔助系統(tǒng)工作，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，正常使用時(shí)候，常規(guī)太陽能輔助系統(tǒng)一年的耗電量比空氣源熱泵熱水器全年的耗電量要高出 倍 [6] 不受地域限制：空氣源熱泵熱水器使用時(shí)候根本不必考慮地點(diǎn)限制 ，可以隨意擺在任意位置，況且其占地空間很小，但是常規(guī)太陽能要達(dá)到一樣的供熱效果就需要占用很大的空間，還必須露天擺放，以便獲取好的光照，同時(shí)在使用壽命方面，空氣源熱泵熱水器可以有更長的使用年限，維護(hù)費(fèi)用少了很多，設(shè)備性能穩(wěn)定等等 。 使用壽命長，維修費(fèi)用很低，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，可以使用長達(dá) 15 年以上， 2）空氣源熱泵熱水器具有一下優(yōu)勢： 空氣源熱泵熱水器和常規(guī)太陽能相比明顯具有四個(gè)優(yōu)勢： 投資少：如果達(dá)到相同的供水效果，投入空氣熱泵熱水器的資金要比投入到常規(guī)太陽能產(chǎn)品的少很多，這是一很大優(yōu)勢，并且可以在用電很少時(shí)候使 用經(jīng)濟(jì)電能制熱水儲(chǔ)備。 防凍功能：很多都有智能化霜功能，確保熱水器可以在很低的天氣溫度下運(yùn)行，他可以按照室外的空氣溫度、機(jī)組運(yùn)行時(shí)間、蒸發(fā)器翅片溫度、冷凝器出口溫度等等多個(gè)參數(shù)綜合起來判斷自動(dòng)進(jìn)入化箱和 退出化箱。 持久恒溫：使用起來很簡單，整個(gè)熱水器全部用自動(dòng)化只能控制系統(tǒng)，客戶只需要第一次使用時(shí)候開一下電源，然后在以后 的使用中就可以實(shí)現(xiàn)完完全全的自動(dòng)化運(yùn)行，達(dá)到用戶的制定水溫時(shí)自動(dòng)停機(jī)，低于用戶的使用過程中完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，低于客戶的目標(biāo)水溫時(shí)系統(tǒng)就可以自動(dòng)開機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)一天 24小時(shí)隨時(shí)都有熱水用不用再浪費(fèi)時(shí)間等待了。 使用范圍廣：不會(huì)受到天氣影響，在環(huán)境溫度為 10℃ ～ 42℃ 下依然能夠正常工作不受氣候的影響。 節(jié)約經(jīng)濟(jì)：可以從空氣中獲取大量的熱能，能效比高達(dá) 300%～ 400%[4] 。空氣在失去大量能量的同時(shí)還有大量的水蒸氣遇冷冷凝，因而釋放的冷氣濕度大大降低了，這種效果可以和除濕相比美，因此，該產(chǎn)品融合了中央空調(diào)制冷、廚房或者衛(wèi)生間制冷、小地方除濕等功能于一體，很大程度上提高了該產(chǎn)品的性價(jià)比和使用性能，為現(xiàn)代更多富裕家庭享受高質(zhì)量生活提供了條件。結(jié)合前三者的優(yōu)點(diǎn)，芬尼人針對(duì)空氣源熱泵價(jià)格高但功能單一的情況經(jīng)過不懈努力終于于 2020 年研制出了空氣源熱泵。最后，需要指出的是一般太陽能使用的真空管極易破毀給維修帶來麻煩，同樣會(huì)造成使用年限低。除此外還有水溫過高，內(nèi)膽生垢嚴(yán)重也會(huì)造成壽命短。 第二代熱水器是大功率的電熱水器。 熱水器的發(fā)展歷史 第一代熱水器大功率燃?xì)猓涑鏊疁囟仁墉h(huán)境條件的影響，水壓也受氣候條件的影響，總體來說不穩(wěn)定也不易調(diào)節(jié)水溫。下圖為熱泵工作原理圖 圖 11 熱泵工作原理 在生活中憑借經(jīng)驗(yàn)我們可以知道 [2]，熱水隨著時(shí)間的推移可以向空氣中慢慢放熱，這是常說的散熱，冷卻成冷水，這表明熱量可以從高溫物體傳到低溫物體，也就是從熱水傳到空氣，那么可不可以逆向思維呢，將此過程反過來進(jìn)行呢，可不可以將能量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體中呢？由熱力學(xué)第二 定律可知：熱量不可能自發(fā)的從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。比如在冬季取暖時(shí)候，在空調(diào)中通過用換向閥將冷凝器和蒸發(fā)器來調(diào)換工作，在夏季用空調(diào)降溫時(shí)候，按照制冷工況運(yùn)行時(shí)，油壓縮機(jī)排出的制冷劑為高壓蒸汽，經(jīng)過換向閥或者四通閥進(jìn)入冷凝器，高溫高壓的制冷劑蒸汽通過換熱被冷凝成為液體，經(jīng)過節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器，然后在蒸發(fā)器中吸收熱量，將室內(nèi)的空氣冷卻，蒸發(fā)后的制冷劑蒸汽，經(jīng)過換向閥被壓縮機(jī)吸入，這樣循環(huán)，最終實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)。生活中我們所接觸的低溫?zé)嵩淳褪俏覀兛梢越佑|到的我們周圍的空氣，河流，海水，甚至可以是從工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中提取出來的工質(zhì)，這些工質(zhì)共有的特性是與周圍介質(zhì)具有相接近的 溫度。而 “熱泵 ”則是一種可以從周圍環(huán)境中比如水，土壤，空氣等將品味低的熱能，經(jīng)過電力做工，將高品位的能提供給人們加以合理的利用。 And it selects the reasonable air blower with the pressor matched condenser, evaporator design and calculation,.through the design of the ponents of the device, the overall layout of the device is designed so that the entire apparatus reasonable structure, The major ponents and control system design are as follows: (1) It selects tubeintube the inner tube adopts low rolling copper finned tubes to reduce the size of the structure, (2) The evaporator is used in forced aircooled finned tube heat used 220L 空氣源熱泵熱水器設(shè)計(jì) copper tube and aluminum fin (3) The system uses a pressor Copeland hermetic scroll pressor. KEY WORDS Refrigerant, Heat pump water heater ,Air source 1 緒論 空氣源熱泵的概述 空氣源熱泵簡 介 熱泵技術(shù)是一項(xiàng)新型的新能源技術(shù) [1]，近幾十年頗受全世界科研機(jī)構(gòu)的青睞和關(guān)注。 關(guān)鍵詞 熱泵 /熱水器 /空氣源 220L 空氣源熱泵熱水器設(shè)計(jì) 220L Air Heat Pump Water Heater ABSTRACT In recent years, as the country39。 (2)蒸發(fā)器采用的是強(qiáng)制風(fēng)冷式翅片管式換熱器，管子為紫銅管，翅片為鋁翅片。然后進(jìn)行熱負(fù)荷的計(jì)算，進(jìn)行壓縮機(jī)和輔助機(jī)構(gòu)的選型；以及與壓縮機(jī)相適配的冷凝器、蒸發(fā)器等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，選取合理的風(fēng)機(jī)，通過對(duì)裝置的各部件設(shè)計(jì)后，對(duì)裝置的整體布局進(jìn)行設(shè)計(jì)，使裝置整體結(jié)構(gòu)布局合理，緊湊。 本文主要介紹了空氣源熱泵熱水器的工作原理、特點(diǎn)及其應(yīng)用前景和面臨的問題，并設(shè)計(jì)一款 220L 空氣源 熱泵熱水器。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 220L 空氣源熱泵熱水器設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 熱能 102 班 學(xué) 號(hào) 院 （系） 機(jī)電工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 (職稱 ) 完成時(shí)間 2020 年 5 月 30 日 220L 空氣源熱泵熱水器設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 .................................................. I ABSTRACT ...................................................................................................